内容正文:
7.3 牛顿第一定律 惯性
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 3
【知识梳理】 3
知识点1:探究运动和力的关系 3
知识点2:惯性 10
知识点3:惯性大小和质量的关系 14
【方法技巧】 16
方法技巧1 运动和力的关系判断“核心原则” 16
方法技巧2 牛顿第一定律应用“关键” 16
方法技巧3 惯性现象解释“四步规范法” 16
方法技巧4 惯性大小判断“唯一标准” 16
方法技巧5 惯性利用与防止的“区分思路” 16
【巩固训练】 17
【基础题】 17
【提升题】 19
【易混易错题】 23
【真题链接】 30
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
通过实验探究运动和力的关系,理解理想实验法的科学探究思路
科学探究:掌握实验推理的研究方法,提升分析实验现象、推导结论的能力
2
理解牛顿第一定律的内容和物理意义,明确力与运动的正确关系
物理观念:纠正“力是维持物体运动的原因”的错误认知,建立力是改变运动状态的原因的认知
3
理解惯性的定义,知道一切物体都具有惯性,明确惯性的影响因素
物理观念:建立惯性的基本概念,掌握惯性只与物体质量有关的核心特点
4
能结合生活实例解释惯性现象,区分惯性的利用与防止
科学应用:运用惯性知识解释生活中的常见现象,提升知识与实际场景的结合能力
5
能辨析牛顿第一定律与惯性的关系,知道牛顿第一定律也叫惯性定律
科学思维:理清概念间的关联与区别,形成系统的力学认知
重点:
1.运动和力的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因
2.牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态
3.惯性的定义:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质,一切物体都有惯性
4.惯性的影响因素:只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大
5.理想实验法:基于实验现象,通过科学推理得出理想情况下的结论
难点:
1.运动和力的关系探究实验:理解控制变量法(同一斜面、同一高度释放小车)和理想实验法(推想无摩擦时的运动状态)的应用
2.牛顿第一定律的理解:该定律是实验推理结论,无法用实验直接验证(不存在不受力的物体)
3.惯性现象的解释:掌握“确定研究对象→分析原来运动状态→分析受力后的状态变化→因惯性保持原来状态”的规范解释思路
4.惯性与力的辨析:惯性是物体的固有属性,不是力,不能说“受到惯性”“惯性力”
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:探究运动和力的关系
1.提出问题
受到推力时,箱子运动不受推力时,箱子静止
受到锤力时,钉子运动不受锤力时,钉子静止
受到踢力时,足球运动不受踢力时,足球静止
受到牵引力,火车运动不受牵引力,火车静止
亚里士多德:运动需要力来维持 牛顿:运动不需要力来维持
2.实验目的:运动的物体在不受力时将如何运动?
3.设计实验
如何让小车不受力
如何让小车开始的速度相同
F和G大小相等、方向相反,相互抵消(用理想实验法推理出摩擦阻力为0的情况)
让小车从斜面上同一高度滑下
4.实验过程及结论
实验步骤
(1)把小车放在斜面上,从静止开始释放,观察其在毛巾表面滑行的距离;
(2)把小车放在斜面上同一位置(控制小车在水平面上的初速度相同),从静止开始释放,观察其在棉布和木板表面滑行的距离;
(3)分析比较小车在不同表面滑行的距离,得出结论。
实验现象
实验结论
在速度相同时,摩擦力越小,小车前进得越远 (速度减小得越慢)
实验推理
运动的物体,不受力时,将做匀速直线运动。
5.总结归纳
(1)由生活经验可知:;。
(2)一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持匀速直线运动状态或静止状态。
特别提醒 理解牛顿第一定律
①“一切物体”说明该规律适用于所有物体,具有普遍意义。
②“没有受到外力作用”是定律成立的条件,要注意没有外力的作用是指物体不受任何力,不是某个力。如马拉车,车前进;马不拉,车停下。有人认为“车停下是因为没有受到外力作用”,这是错误的。此时车只是不受马的拉力,但还受到地面对它的阻力,正是阻力使车停下来。
③“匀速直线运动状态”“静止状态”实质是物体保持原来的运动状态不变,即原来静止的物体继续静止,原来运动的物体保持原来的速度大小和方向不变做匀速直线运动。“或”字说明物体只能处于其中一种状态,究竟处于哪种状态,由原来的运动状态决定。另外,没有力的作用物体可以做“匀速直线运动”,这说明物体的运动不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因。
6.对力和运动的认识的历程
亚里士多德(古希腊思想家、哲学家)
如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用
伽利略(意大利物理学家)
物体的运动不需要力来维持,运动的物体会停下来,是因为它受到了摩擦阻力
牛顿(英国科学家)
一切物体在没有受到力的作用时, 总保持静止状态或匀速直线运动状态
【典例1】 “牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。
① 如图是意大利物理学家伽利略提出的“斜面实验”,实验设想的步骤如下:
(1)两个对接的斜面A、B,小球由斜面A静止释放后,在斜面B上所达到的高度与原释放时的高度几乎相等。
(2)如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
(3)减小斜面B的倾角,小球若要到达原来的高度将通过更长的路程。
(4)若斜面B变成水平面,小球再也达不到原来的高度,物体将在水平面上永远运动下去。
请将上述步骤进行分类,属于可靠事实的是 ,属于理想化推论的是 (填序号)。伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是 的原因。
② 笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“牛顿第一定律”,你认为笛卡尔的观点有什么不足?
【答案】(1)(3) (2)(4) 改变物体运动状态 没有涉及静止物体的情况(合理均可)
【解析】①[1][2][3]伽利略的“斜面实验”,是以经验事实为基础,通过此实验设想,进行分析推理得出结论。有的实验设想是无法用实际的实验进行验证的,比如“如果没有摩擦”、“物体将在水平面上永远运动下去”等,所以属于可靠事实的是(1)(3),属于理想化推论的是(2)(4)。伽利略通过此实验进行推理:如果没有摩擦,物体将在水平面上永远运动下去。说明了物体运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
②[4] 牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,而笛卡尔的观点中,只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有涉及静止物体的情况,所以这是他的观点的不足之处。
【变式1】力学中有很多相似实验,器材:①表面平整的长木板(带斜面)、②刻度尺、③弹簧测力计、④小车、⑤木块、⑥毛巾、⑦棉布、⑧砝码。
(1)探究“阻力对物体运动的影响”,让小车从同一斜面相同高度静止滑下,水平面越光滑,小车运动距离越长,推理得出:运动的物体如果不受力将做 运动;
(2)在丙图基础上只需再选择序号⑤的器材,还可以探究小车动能和 的关系;
(3)为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材,下列事例用到此结论的是 (选填字母);
A.用力压橡皮,擦去写错的字 B.向自行车转轴处加润滑油
C.自行车刹车时用力捏闸 D.压路机的碾子质量很大
(4)如图丁将小车A上固定磁体,小车B上固定铁块,靠近一定距离后,固定A,释放B,上述操作 (选填“能”或“不能”)达到“探究物体间力的作用是否是相互的”的实验目的;
(5)如图戊,继续用小车做实验,绳子一端挂在车顶,一端拉小球,不计空气阻力,判断小球的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
【答案】(1)匀速直线 (2)速度 (3)③ AC (4)不能 (5)改变
【解析】(1)实验发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,经过科学推理可知:运动的小车如果不受力,小车将运动得无限长,即将做匀速直线运动。
(2)探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中,可让小车从斜面上不同高度(目的是使小车到达水平面的速度不相同)滑下并撞击木块,速度不同的小车撞击木块后,木块被推动的距离也会不同。这样,我们就可以通过观察木块被推动的距离来推断出小车在撞击前的动能大小,从而探究动能与速度的关系。故在丙图实验的基础上只需要再选择⑤木块就可以探究动能的大小与运动速度的关系。
(3)[1]为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,需要测量拉力大大小,从而得出滑动摩擦力大小,所以还需要③弹簧测力计。
[2]A.用力压橡皮,擦去写错的字,是利用接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故A符合题意;
B.向自行车的转轴处加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车刹车时用力捏闸,此时接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故C符合题意;
D.压路机配备的碾子质量很大是为了增大对地面的压力,故D不符合题意。
(4)在如图丁所示的实验中,小车A上固定了磁体,而小车B上则固定了铁块。当两者靠近到一定距离后,固定住小车A,并释放小车B,此时我们可以观察到小车B会向小车A移动。这是因为磁体对铁块产生了力的作用,使得铁块(即小车B)受到了一个向磁体(即小车A)方向的力。然而,根据牛顿第三定律,即力的作用是相互的,当磁体对铁块产生力的同时,铁块也会对磁体产生一个反作用力。但在这个实验中,由于小车A被固定住了,我们无法直接观察到小车A受到的反作用力导致的运动变化。
(5)如图戊,继续用小车做实验,绳子一端挂在车顶,一端拉小球,不计空气阻力,观察到小球向右偏,对小球进行受力分析,小球受到竖直向下的重力和沿绳斜向上的拉力,小球受到的是非平衡力,判断小球的运动状态改变。
【变式2】如图所示,在“探究运动与力的关系”的实验中,让小车从斜面同一高度由静止滑下,观察和比较小车在不同表面滑行的距离。
(1)实验时,将毛巾和棉布铺在 (选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上。
(2)本实验中,“小车在水平面上滑行的距离”反映的是 (填字母)。此处运用了 法。
A.小车在水平面上所受阻力的大小
B.阻力对小车运动的影响情况
(3)若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端,则 (选填“需要”或“不需要”)重做本实验以获取可靠的证据。
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上 。这说明力是 (选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【答案】(1)水平木板 (2)B 转换 (3)不需要 (4)做匀速直线运动 改变
【解析】(1)实验中,要控制小车进入水平面的速度相同,应使小车从相同斜面的相同高度自由滑下,所以不能将毛巾和棉布铺在斜面上;实验中,要研究不同的阻力对小车运动的影响,所以,要把毛巾和棉布铺在水平木板上来改变小车在水平面上受到的阻力大小。
(2)[1][2]小车下滑到水平面的速度相同,小车通过的距离越长,说明阻力对运动的影响越大,故在本实验中,“小车在水平面上滑行的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,采用了转换法。
故选B。
(3)若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端,说明在木板表面上通过的距离最大,则不需要重做本实验以获取可靠的证据。
(4)[1][2]木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车的速度不会变小,将在水平面上做匀速直线运动,物体的运动不需要力去维持,这说明力是改变物体运动状态的原因。
【变式3】在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察小车滑行的距离,如图所示。
(1)实验中让小车从斜面的同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 相等;
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 来实现的;
(3)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”);
(4)进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将保持 状态;
(5)本实验中主要用到的科学研究方法有 (写一种即可)。
【答案】(1)速度 (2)水平面的粗糙程度 (3)小 远 (4)匀速直线运动 (5)控制变量法
【解析】(1)由控制变量法,实验中让小车从斜面的同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的速度相等。
(2)在压力相同时,接触面粗糙程度不同,物体受到的摩擦力不同,实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变接触面(水平面)的粗糙程度来实现的。
(3)[1][2]木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远。
(4)进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它的速度不会变小,将保持匀速直线运动状态。
(5)由(1)分析可知,本实验用到的科学研究方法是控制变量法;由(3)分析可知,小车受到的阻力不易于用肉眼直接判断,可通过小车在水平面滑行的距离来判断,小车滑行的越远,说明小车受到的阻力越小,这是转换法的应用。
知识点2:惯性
1.惯性现象 直观感受 惯性小实验
(1)把笔帽竖立在桌边光滑的纸条上,迅速抽出纸条,笔帽会随纸条一起运动吗?
(2)把小球放在书本上,拉书本和小球一起运动,当书本突然停止运动时,小球会怎么样?
实验
实验现象
用尺子将下面的棋子打飞出去,上面的棋子仍然落在原处
扔出去的标枪离开手后仍然继续向前飞
现象解释
上面的棋子有保持原来静止状态不变的性质
扔出去的标枪有保持原来运动状态不变的性质
结论
原来静止的物体不受力时将保持静止状态
原来运动的物体不受力时将保持匀速直线运动状态
2.总结归纳
(1)惯性:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
(2)惯性是物体的固有属性:①运动、静止的物体都有惯性;②物体受力、不受力都有惯性;③一切物体在任何状态下都具有惯性;④物体有惯性,惯性是属性;大小看质量,不看动与静。
3.解释惯性现象
实验
实验现象
运动的小车遇到障碍物时上方的木块为什么向前倾倒
小车突然启动时木块为什么向后倾倒
现象解释
(1)木块处于运动状态;(2)小车突然停下时,木块下部随车一起停止运动;(3)上部由于惯性保持原来的运动状态;(4)向前倒。
(1)木块处于静止状态;(2)突然拉动小车时, 木块下部受到摩擦阻力随车一起运动;(3)上部由于惯性保持原来的静止状态;(4)向后倒
实验结论
(1)两个物体原来的运动状态是什么样;(2)其中一个物体的运动状态发生了什么样的改变;(3)另一个物体由于惯性保持原来的运动状态;(4)所以出现什么现象。
4.惯性在生活中的应用
(1)利用惯性工作
工人用铁锹将煤送到锅炉口,煤自动进入锅炉
斧头松了,将斧柄在树墩上撞击几下,斧头就套在斧柄上了
用拍子轻拍棉被,灰尘就掉落下来
农民用水瓢将水洒到禾苗前方,水继续向前运动
(2)防止惯性危害
安全气囊
靠枕
安全带
限速
特别提醒 理解惯性
(1)惯性的普遍性:一切物体都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论静止还是运动,都具有惯性。
(2)惯性与力的区别:一个物体具有惯性,但惯性不是力。
(3)注意区别惯性和惯性定律。惯性定律即牛顿第一定律,是一条物理规律,它成立的条件是“物体没有受到外力作用”;而惯性是物体的一种属性,没有条件限制,物体无论受力与否都有惯性。当然二者是有联系的,正是因为一切物体都有惯性,所以当物体没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【典例2】如图为2014年世界杯足球比赛中的一个场景。足球离开运动员的脚后会继续运动,这是因为足球具有 ;在球场上滚动的足球会停下来是因为足球受到 作用的缘故,这说明力可以改变物体的 。踢球时,运动员即便用的力大小和方向都相同,球的飞行线路、旋转情况也会不尽相同,这是由于力的作用效果还与力的 有关。
【答案】 惯性 摩擦力 运动状态 作用点
【解析】[1]足球离开脚之前处于运动状态,离开脚后,由于惯性仍要保持原来的运动状态。所以继续向前飞行。
[2][3]在球场上滚动的足球会停下来并不是因为没有受到动力的缘故,而是因为足球受到了草地对足球的摩擦阻力,这说明了力可以改变物体的运动状态。
[4] 使用大小和方向都相同的力踢球,球的飞行线路、旋转情况也不尽相同,一信息中可以说明在力的大小和方向相同时,运动员改变了力的作用点,从而影响了球的飞行线路、旋转情况。
【变式1】如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
【答案】 向右减速运动 向左加速运动 保持原来运动状态不变
【解析】[1][2][3]最初木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右做减速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;当小车向左做加速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒。最初烧杯与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速时,烧杯受摩擦力作用随着车减速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速时,烧杯受摩擦力作用随着车加速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾。由上述实验可知,木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质。
【变式2】如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”,下空同)停止运动,而 由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
【答案】 脚 上半身 惯性 上半身
【解析】[1][2][3]小强被石头绊住时脚由于受力改变运动状态而停止运动,惯性是保持原来运动状态不变的性质,人的上半身原来处于运动状态,当脚停止运动时,人的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。
[4]小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而上半身由于惯性仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
【变式3】冬奥会中的冰壶竞技也是展现一个国家冰雪实力的项目。如图所示,冰壶离开运动员的手后能继续向前运动,原因是冰壶具有 ;该现象 (选填“能”或“不能”)证明力是维持物体运动状态的原因。
【答案】 惯性 不能
【解析】[1]冰壶离开手后,由于惯性会继续保持原来的运动状态,继续向前运动。
[2]冰壶离开人手后水平方向不受推力,向前运动,说明力不是维持物体运动状态的原因,故该现象不能证明力是维持物体运动状态的原因。
知识点3:惯性大小和质量的关系
实验操作
实验1:用力轻推悬挂的空桶,观察空桶被推高的高度
实验2: 在空桶中装入沙子,用相同的力再推桶,观察桶被推高的高度
实验现象
现象分析
空桶被推的高度较高,说明相同的力使空桶的运动状态改变较大
实验结论
质量越小,运动状态越容易改变
总结归纳:
(1)惯性大小反映物体运动状态改变的难易程度。
(2)惯性的大小与物体的质量有关,质量大惯性大。
特别提醒 惯性的大小
质量小的物体,运动状态容易改变,我们说它的惯性小。质量大的物体,运动状态难改变,我们说它的惯性大。
【典例4】运输液体货车的槽车,液体上有气泡,如图,当车向右开动时,气泡将向 运动;刹车时,气泡将向 运动,其原因是 具有惯性。
【答案】 右 左 液体
【解析】[1][2][3]当车向右开动时,液体由于惯性要保持原来的静止状态,故液体相对车向后运动,故会将气泡挤向右方;刹车时,液体由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动,所以会将气泡挤向左方。
【变式1】下列关于惯性的说法正确的是( )
A.抛出去的篮球由于受到惯性的作用能在空中继续向前飞行
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.物体运动时具有惯性,静止时不具有惯性
D.汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害
【答案】D
【解析】A.惯性不是力,只能说具有惯性,不能说受到惯性,故A错误;
B.运动员起跑时用力蹬地只是让人能向上跳起,利用了物体间力的作用是相互的,不是利用了惯性,故B错误;
C.一切物体都具有惯性,故C错误;
D.汽车在转弯时如果不减速慢行,会由于惯性继续保持原来的方向运动,易造成侧翻等事故,故汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害,故D正确。
故选D。
【变式2】惯性的大小与物体的运动状态、物体的形状、位置和受力情况都 。惯性的大小只与物体 的大小有关,质量大的物体惯性 ,它的运动状态越难 。
【答案】 无关 质量 大 改变
【解析】[1][2][3][4]惯性是物体保持其原有运动状态的性质,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态、形状、位置和受力情况无关。质量大的物体惯性大,它的运动状态越难改变。
【方法技巧】
方法技巧1 运动和力的关系判断“核心原则”
力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因:
物体运动状态不变(静止、匀速直线运动):不受力或受平衡力;
物体运动状态改变(速度大小变、运动方向变):一定受到非平衡力的作用。
方法技巧2 牛顿第一定律应用“关键”
判断物体不受外力(或受平衡力)的运动状态,只需看物体原来的运动状态:
原来静止→保持静止;
原来运动→保持匀速直线运动(沿原来的运动方向,速度大小不变)。
方法技巧3 惯性现象解释“四步规范法”
定对象→析原态→说变态→讲惯性,严格按照步骤解释,逻辑清晰,避免表述错误。(所有惯性现象的解释,都可套用此方法,适用于中考答题规范)
方法技巧4 惯性大小判断“唯一标准”
只看质量,与其他因素无关:
质量大→惯性大→运动状态难改变;
质量小→惯性小→运动状态易改变。
例:大卡车比小汽车质量大,惯性大,因此大卡车刹车更难停下。
方法技巧5 惯性利用与防止的“区分思路”
利用惯性:现象的结果是有利的,是人们主动利用惯性达到目的;
防止惯性:现象的结果是有害的,是人们采取措施避免惯性带来的危害。
【巩固训练】
【基础题】
1.(25-26八年级上·福建泉州·月考)下列科学家中,最早通过实验提出了“运动物体如果不受其他力的作用,将会一直运动下去”的是( )
A.牛顿 B.爱因斯坦 C.亚里士多德 D.伽利略
【答案】D
【解析】意大利物理学家伽利略通过理想斜面实验发现:运动物体如果不受其他力的作用,将会继续保持同样的速度一直运动下去,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(24-25七年级下·湖南衡阳·期末)正在水平路面上行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将( )
A.立即停下来 B.做加速运动 C.做匀速直线运动 D.改变运动方向
【答案】C
【解析】正在水平路面上行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,由牛顿第一定律可知,汽车将保持匀速直线运动状态,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(24-25八年级下·广东河源·期末)运动员将足球踢到空中,球在空中运动的过程中,不计空气阻力,其受力的情况是( )
A.只受重力 B.只受踢力
C.受踢力和重力 D.不受力的作用
【答案】A
【解析】A.在不计空气阻力时,足球只受到重力作用,故A符合题意;
B.足球在空中由于惯性继续飞行,不受踢力,故B不符合题意;
C.在足球接触脚的瞬间,足球受到脚的踢力,而在空中飞行时,不再受踢力,故C不符合题意;
D.在地球表面的物体都受到重力的作用,所以球在空中运动的过程中,受到重力的作用,故D不符合题意。
故选A。
4.(25-26八年级下·全国·单元测试)著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体总保持 状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律又叫做 定律。
【答案】 静止 惯性
【解析】[1][2]牛顿第一定律的内容:一切物体在不受力或所受合外力为零时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律指出了力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,指出了一切物体都具有惯性,所以又叫做惯性定律。
5.(24-25八年级下·山东日照·月考)当正在行驶的汽车遇到紧急情况突然刹车时,车厢里的乘客将会向车前进的方向倾倒,这是因为乘客具有 。
【答案】惯性
【解析】物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。乘客随汽车匀速前进时,具有向前的速度,在刹车时汽车突然减速,而乘客由于惯性保持原来向前的速度,所以乘客会向前倾倒。
6.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)如图所示,汽车座椅上的头枕和安全带是为了保证驾驶员的安全,头枕是为了减小汽车在 (选填“紧急刹车”“追尾前车”或“被后车追尾”)时对驾驶员造成伤害。
【答案】被后车追尾
【解析】在座椅的靠背上安装头枕,当轿车被后车追尾时,轿车速度加快,乘客由于惯性会保持原来的运动状态而向后倾倒,此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤的作用。
【提升题】
7.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.神舟飞船搭载的物体进入太空后没有惯性
C.歼击机在空战时丢掉副油箱是为了减小惯性
D.抛出去的篮球受到惯性的作用还会在空中运动一段时间
【答案】C
【解析】A.惯性大小只与物体的质量有关,与速度无关。火车不容易停下来是因为它的质量大,动能大,但惯性并没有增大。故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,只要物体有质量,物体在任何地方都有惯性,不会消失。故B错误;
C.歼击机丢掉副油箱后,飞机的质量减小,惯性减小,更容易改变飞行状态,有利于空战。故C正确;
D.惯性不是力,不能说“受到惯性的作用”。可以说“篮球由于具有惯性,会继续在空中运动”。故D错误。
故选C。
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如下图所示,某同学正在跳远,在此瞬间,下列说法正确的是( )
A.该同学由于惯性继续向前运动 B.该同学由于受到惯性力继续向前运动
C.该同学由于受到重力会竖直下落 D.该同学受到重力和升力作用
【答案】A
【解析】A.惯性是物体保持原来运动状态的性质,该同学起跳后,由于惯性会继续向前运动,故A正确;
B.惯性不是力,不能说 “受到惯性力”,故B错误;
C.该同学同时具有水平向前的速度和竖直向下的速度(因重力),是做曲线运动下落,不是单纯竖直下落,故C错误;
D.在此瞬间,该同学与地面(或跳板)已脱离接触,不受到升力作用,只受到重力,故D错误。
故选A。
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)航天器在太空轨道上绕地球运行时,内部物体处于微重力状态,可观察到很多奇妙的现象。如图所示是航天员在中国空间站做“太空抛物实验”的场景,空间站内的空气阻力忽略不计。
(1)航天员脱手后冰墩墩能继续运动是因为它具有 ,它近似做 运动。该实验说明了“物体的运动 (选填‘需要’或‘不需要’)力来维持’”的结论,也直接验证了 定律。
(2)若在地球上进行这一实验,物体由于受到 作用,将会沿抛物线落向地面。
【答案】(1) 惯性 匀速直线 不需要 牛顿第一
(2)重力
【解析】(1)[1][2][3]一切物体在任何情况下都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,即惯性。当航天员脱手后,由于冰墩墩具有惯性,它保持原来的运动状态继续运动;飞船内部物体处于微重力状态,且不考虑冰墩墩所受的阻力,则冰墩墩的运动状态将保持不变,一直做匀速直线运动;该现象表明,不受力仍能运动的物体是存在的,即物体的运动不需要力来维持。
[4]牛顿第一定律的内容是:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,故该现象也直接验证了牛顿第一定律。
(2)由于力是改变物体运动状态的原因,在地球上进行这一实验,物体由于受到重力作用,物体的运动状态不断发生改变,因此将会沿抛物线落向地面。
10.(25-26八年级上·重庆渝北·期末)放学后,同学们在球场上踢足球,小王同学用力把球踢了出去,同时感到脚上有点疼,这是因为力的作用是 ;球在空中所受的重力的施力物体是 ;足球可以在草地上继续滚动一段距离,这是因为足球具有 ;足球在草地上最终会停下来,是由于受到 的作用。
【答案】 相互的 地球 惯性 摩擦力
【解析】[1]脚对球施加力的同时,因为力的作用是相互的,球也对脚施加大小相等、方向相反的力,故小王同学感到脚上有点疼。
[2]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故重力的施力物体是地球。
[3]足球离开脚后,由于足球具有惯性,仍能保持原来的运动状态继续向前运动,故足球不受外力作用时仍能继续运动。
[4]足球在草地上滚动时水平方向只受摩擦力的作用,摩擦力不断改变了足球的运动状态,使足球减速至停止。
11.(25-26八年级下·全国·单元测试)如下列图片所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中改变小车所受阻力大小是通过改变水平面的 来实现的。
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。这说明小车受到的阻力越小,小车运动得越 (选填“远”或“近”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 。
(5)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果后概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是是通过符合逻辑的 得出的正确结论。
(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
【答案】(1)相等
(2)粗糙程度
(3) 远 慢
(4)匀速直线运动
(5)推理
(6)不需要
【解析】(1)小车在斜面上释放的高度越高,滑行到底端时的速度就越大.所以每次都从斜面上同一位置释放,是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)实验时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;
(3)[1][2]表面越光滑,阻力就越小,小车速度就减小得越慢,运动的距离就越远;
(4)假如小车受到的阻力为零,小车的速度就不会减小,将以恒定的速度永远运动下去,即做匀速直线运动;
(5)由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学的推理得出的,不是用实验直接得出的;
(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
12.(24-25八年级下·山东青岛·期中)如图,将木块从斜面顶端由静止释放,木块滑动到水平面上后,又滑行了一段距离后停下。
(1)画出木块在水平面上滑行时的受力示意图;
(2)木块滑行到水平面上后,由于具有 ,会继续向前滑行一段距离,在滑行过程中,木块所受到的摩擦力 (选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐变小”)。
【答案】(1)
(2) 惯性 保持不变
【解析】
(1)木块在水平面滑行时,受竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F和与相对运动方向相反的摩擦力f的作用,如下图所示:
;
(2)[1]任何物体在任何状态下都有惯性,惯性是保持物体原理运动状态的性质,木块滑行到水平面上后,因为有惯性,会保持原来的运动状态继续向前滑行。
[2]由题意知,在水平面上滑行时,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以在滑行过程中,木块所受的摩擦力大小保持不变。
【易混易错题】
13.(24-25八年级下·广东揭阳·月考)如图,列车正在向左行驶,桌上放一个装满水的瓶子,中间有一个气泡,若气泡突然向左移动,由此可知列车在突然 (选填“加速”或“减速”),这个现象说明 有惯性。
【答案】 加速 水
【解析】[1]列车突然向左加速时,在摩擦力的作用下带动瓶子一起加速运动,由于水和气泡中的空气具有惯性,所以水和空气要保持原来的运动状态不变,相对瓶子向右运动,由于水的质量比气泡中空气的质量更大,所以水的惯性更大,有更多的水运动到瓶子右侧,所以气泡被水挤向左边。
[2]由[1]中分析可知,虽然水和气泡内空气都具有惯性,但是上述现象是由于水的惯性大形成的,所以更能体现的是水的惯性。
14.(24-25八年级下·广东揭阳·月考)小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
A.如图甲所示,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
(1)以上操作中错误的操作是 (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是 。
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”、“b”或“c”)。
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(5)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是 。
【答案】(1)B
(2)保证小车在水平面顶端(或斜面底端)时速度相同
(3)c
(4)慢
(5)
(6)降低小车在斜面由静止释放时的高度
【解析】(1)要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”,根据控制变量法的使用方法,实验中只能阻力改变,其他因素不变,故多次实验中,斜面的粗糙程度不能变化,B选项中棉布铺在了斜面上,与A、C中的斜面粗糙程度不同,故B操作错误。
(2)要探究“在水平面上阻力对物体运动的影响”,根据控制变量法的使用方法,实验中只能阻力改变,其他因素不变,所以小车在水平面顶端时速度需要保持相同,所以每次让小车从斜面同一高度由静止滑下是为了保证小车在水平面顶端时速度相同。
(3)毛巾表面最粗糙,受到的阻力最大,当小车静止时,小车运动的距离最短,所需时间最短,所以对应的图线是图线c。
(4)实验中小车在水平面开始运动时,小车的速度相同,到最后小车速度变为零的过程中,小车速度的变化量相同,当小车滑行的距离越远时,运动的时间就越长,所以小车速度变化的越慢,由图甲、乙、丙可知,木板表面更光滑,受到的阻力更小,小车运动距离更远,故水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离就越远,速度减小得越慢。
(5)由“小问(4)”中进一步推导,当阻力为零时,小车速度减小为零,即小车的速度不变,故小车将以原来的速度做匀速直线运动一直运动下去。图像如图所示:
(6)若在实验中,小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,说明小车在水平面顶端时速度过大,所以可以减小此时的速度即可,即降低小车在斜面由静止释放时的高度即可。
15.(24-25八年级下·山东济南·月考)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,小明进行了如图甲所示的实验操作:
第一步:在水平面上铺上阻力较大的毛巾;
第二步:将小车放在水平面的初始位置(如图甲所示),用手轻轻向右推动一下小车;
第三步:待小车静止后,记录小车的初始位置与末位置之间的距离为s1;
第四步:为了减小阻力,依次在水平面上更换棉布和塑料板,重复上述步骤,记录测量距离为s2、s3;
第五步:比较s1、s2、s3,得出结论。
(1)分析小明的实验步骤,你觉得小明的实验操作是否科学,其原因是 。
(2)小刚则选用了如图乙所示的装置进行实验。为了确保实验的科学性,小刚决定在水平面上依次铺上毛巾、棉布、塑料板,再使用数据采集器,采集小车在3次实验中,从斜面同一高度由静止下滑至斜面底端,其速度大小的变化如乙所示。
(3)小刚继续采集小车从斜面底部滑行至静止,其速度随时间的变化的图像(如图丙)。分析该图象:
①小车在三种不同的接触面上从运动到静止,速度的减小量 (选填“相同”或“不相同”),在塑料板上运动所需的时间 (选填“长”或“短”);
②由此可得,小车所受的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
③小刚进一步思考:倘若小车所受的阻力继续减小,小车速度减小到0所需的时间就越 (选填“长”或“短”)。
④进一步推理:若小车所受阻力减小为0时,请在图丁中作出小车从斜面底部开始运动,其速度v随时间t的变化图象 。
【答案】 见解析 相同 长 慢 长 见解析
【解析】(1)[1]不科学。在此实验中要控制小车的初始速度相同。但用手推使小车运动起来,无法控制小车的初始速度相同。
(3)[2]小车的速度由相同的初始速度减小到0,速度的减小量相同。
[3]读图丙可知,小车以相同的初始速度在不同接触面上开始运动,在塑料板上运动距离最大,需要时间最长。
[4]三种接触面,塑料板对小车的阻力最小,速度减小到0需要的时间最长,故其速度减小得最慢。
[5]接触面对小车阻力越小,以相同初始速度运动的小车运动的时间越长。
[6]由实验现象可以推理得出:当阻力为0时,小车运动无限长距离,运动无限长时间,即其速度大小不变,做匀速直线运动 ,运动时间变化,其速度不变,为一条直线。
16.(24-25八年级下·福建福州·月考)小宝同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上,用同样大小的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转,然后用手按住熟鸡蛋立即释放,发现熟鸡蛋静止了;用手按住生鸡蛋立即释放,发现生鸡蛋沿原来方向继续转了几圈,如图所示。请用物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈?
【答案】见解析
【解析】熟鸡蛋里面的蛋清、蛋黄已变为固体,和蛋壳成为一体,一起转动,一起停止;而生鸡蛋一旦转动后,再用手按住,此时外面蛋壳受到手施加的力停止运动,而内部蛋黄和蛋清由于惯性继续保持原先的运动状态,这样蛋液从内部给蛋壳一个继续转动的动力使之继续转动,但由于此动力有限,不能持续提供能量,最终只能转动几圈。
17.(25-26八年级上·上海·期末)机械运动是基本的运动形式。
(1)我国航天员从距地面350km的天宫空间站看地球,不仅能欣赏到它的美丽,还能观察到平时在地面上不易察觉的地球自转现象,以下表述正确的是( )
A.空间站相对于地球是静止的 B.航天员相对于地球是静止的
C.空间站和航天员相对于地球都是静止的 D.空间站和航天员相对于地球都是运动的
(2)P、Q是同一直线上相距10m的两点,甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示,甲比乙早3s通过Q点,则甲比乙 经过P点(选择“早”或“晚”)。两车分别经过P点时的时间间隔为 s
(3)如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,某时刻观察到如图(b)所示的现象,由此可判断小车运动状态变化的情况是( )
A.一定突然向左加速 B.可能突然向左减速
C.一定突然向右加速 D.可能突然向右减速
(4)当卡车运输如图(c)所示的圆筒状重物时,为防止滚动引发的安全隐患,应采取哪些安全措施,请从两个不同角度列举: 。
【答案】(1)D
(2) 早 1
(3)B
(4)见解析
【解析】(1)航天员和空间站相对于地球的位置都发生了变化,所以航天员和空间站相对于地球都是运动的,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)[1][2]由题可知,小车先经过P点,后经过Q点,两点间相距10m。由图像可知,甲车通过10m路程对应的时间是3s,而乙车通过10m路程对应的时间是5s,已知甲比乙早3s通过Q点,如果两车同时从P点出发,则甲比乙早2s通过Q点,所以,甲比乙早1s经过P点,即两车分别经过P点时的时间间隔为1s。
(3)A.木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向左加速运动时,木块下端受摩擦力随车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒,故A错误;
BC.当小车突然向左减速时,木块下端受摩擦力随车减速,木块上端由于惯性,仍保持原来的运动状态,使得木块向左倾倒;当小车突然向右加速时,木块下端受摩擦力随车加速,木块上端由于惯性,仍保持原来的运动状态,使得木块向左倾倒;所以小车有可能突然向左减速或向右加速,故B正确,C错误;
D.当小车向右减速运动时,下端受摩擦力随车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒,故D错误。
故选B。
(4)圆筒状重物时在汽车突然加速会向后滚动,突然减速会向前滚动,故应采取的安全措施:用牢固的钢丝绳将钢卷固定在车厢上,同时行驶时避免突然加速和刹车。
18.(24-25八年级下·内蒙古鄂尔多斯·月考)阅读材料,回答问题
汽车安全带
汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,以便发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害。在高档轿车上,除了前后排座位都有安全带外,还安装着安全气囊系统,一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。
(1)关于惯性,下列说法正确的是 ;
A.速度越大,惯性越大 B.速度越小,惯性越小
C.质量越大,惯性越大 D.质量越小,惯性越大
(2)如图甲所示,紧急刹车时,人会向 倾倒,是由于人要保持原来的 不变的原因。这过程中安全带被拉长,安全带受到的拉力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型受到力的作用,同时 也受到作用力,理是 ;
(4)在汽车追尾事故中,安全带是对前车驾驶员发挥作用,还是对后车驾驶员发挥作用?请阐述由: 。
【答案】(1)C
(2) 前 运动状态 变大
(3) 气囊 力的作用是相互的
(4)对后车驾驶员发挥作用。因为追尾时,后车速度迅速减小,后车驾驶员由于惯性会继续向前运动,安全带可以防止其撞到车上而受伤。
【解析】(1)[1]惯性是物质的一种属性,大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)[1][2][3]紧急刹车时,车由于受到阻力的作用而停止运动,人由于具有惯性保持原来的运动状态继续向前运动而向前倾倒,此时安全带被拉长了,由于安全带的形变程度变大,说明安全带受到的拉力变大。
(3)[1][2]人体模型与气囊撞击时,气囊由于发生弹性形变而对人体模型产生力的作用,由于物体间力的作用是相互的,模型对气囊也有力的作用。
(4)在追尾时,前车因突然被撞击,速度急剧变大而加速运动,而人由于惯性而保持原来的运动状态,使人的头部向后仰,此时头部后面的头枕对前车司机起到保护作用;追尾时后车速度因撞击而迅速减小,后车驾驶员由于惯性仍会保持原来的运动状态而继续向前运动,安全带可以防止其撞到车上而受伤,故在车辆追尾事故中,安全带对后车驾驶员发挥作用。
【真题链接】
19.(2025·江苏南京·中考真题)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( )
A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的
C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
【答案】B
【解析】A.根据力的作用是相互的,当发球时球拍对球有力的作用,同时球对球拍也会产生一个反作用力,故A错误;
B.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,击球时,球拍发生弹性形变,会对乒乓球产生弹力,所以乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的,故B正确;
C.击球后,乒乓球在空中飞行是由于惯性,此时乒乓球不再受到球拍向前的推力,其只受到重力和空气阻力的作用,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。空中飞行的乒乓球处于运动状态,若所受的力全部消失,它将保持原来的速度和方向做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
20.(2025·四川巴中·中考真题)在进行排球训练时,将排球竖直向上抛,每隔0.1s的位置如下图所示;假设排球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测排球从甲处开始的运动情况及每隔0.1s的位置正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】将排球竖直向上抛出,因排球受到的重力和阻力方向都是竖直向下,故合力的方向竖直向下,故排球向上做减速运动,小球运动到甲处时,其速度大于其上方相邻位置小球的速度,故设小球运动至甲处时,其所受的所有外力都消失,由牛顿第一定律,小球将保持原来的速度做匀速直线运动,故甲处开始,小球的运动情况及每隔0.1s所处的位置与图中B一致。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
21.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,某同学正在跳远,在此瞬间,下列说法中正确的是( )
A.该同学由于惯性继续向前运动 B.该同学由于受到惯性力继续向前运动
C.该同学由于受到重力会竖直下落 D.该同学受到重力和弹力作用
【答案】A
【解析】A.惯性是物体保持原来运动状态的性质,该同学起跳后,由于惯性会继续向前运动,故A正确;
B.惯性不是力,不能说 “受到惯性力”,故B错误;
C.该同学同时具有水平向前的速度和竖直向下的速度(因重力),是做曲线运动下落,不是单纯竖直下落,故C错误;
D.在此瞬间,该同学与地面(或跳板)已脱离接触,不再受到弹力作用,只受到重力,故D错误。
故选A。
22.(2025·江苏盐城·中考真题)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止站在平滑地面上。小华用力推小明,小明向前运动,小华向 运动。小明由静止开始运动是因为受到 对他的作用力。分离后两人能继续滑行是由于他们具有 。
【答案】 后 小华 惯性
【解析】[1][2]小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,地面上的摩擦力很小,小华用力向前推小明,小明由于受到了小华对他向前的推力,小明向前运动,由于力的作用是相互的,小华受到了向后的反作用力,小华向后运动,两个人会远离对方。
[3]分离后两人由于惯性要保持原来的运动状态,所以能继续滑行。
23.(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是 (选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在 (选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
【答案】 静止 桶中
【解析】[1]判断物体运动或静止,取决于所选的参照物,若物体相对于参照物的位置没有发生变化,则物体是静止的。以小车为参照物,小球相对于小车的位置始终没有改变,所以小球是静止的。
[2]小球原来和小车、小桶一起沿水平地面向左做匀速直线运动,将细线剪断后,由于小球具有惯性,会保持原来向左的运动速度继续运动;而小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球在水平方向上的速度与小车、小桶相同,在竖直方向上由于重力作用下落,所以小球会落在桶中。
24.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的 相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越 。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做 运动。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与 有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计 (选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为 N。
【答案】(1)速度
(2) 慢 匀速直线
(3)接触面的粗糙程度
(4) a 1.0
【解析】(1)要比较小车在不同表面上运动的距离,根据控制变量法可知,需使小车到达水平面时的速度相等,故让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的速度相同。
(2)[1]由图可知,毛巾表面粗糙,小车运动距离短,小车越容易停下,速度减小的快;木板表面光滑,小车运动距离长,小车越不容易停下,速度减小的慢。所以,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越慢。
[2]由实验现象推理可得,如果水平面绝对光滑,小车的速度不会减小,将一直运动下去,不会停下,将会做匀速直线运动。
(3)用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,物块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,此时物块对接触面的压力相同,而接触面粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同即滑动摩擦力不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)[1]拉动长木板B的过程中,物块A相对地面静止,此时A受到弹簧测力计a的拉力和B对A的摩擦力作用,由于物块静止,受平衡力作用,故A、B间滑动摩擦力的大小等于a弹簧测力计的示数。
[2]开始拉物块时,拉力较小,物体处于静止,这时的摩擦是静摩擦;由图可知,当力至少达到1.0N多,物块才开始运动,当拉力为1N时,拉力不再变化,说明物体还是做匀速直线运动,此时的拉力等于滑动摩擦力,故由己图可知,A、B间滑动摩擦力的大小为1.0N。
25.(2025·山东滨州·中考真题)2025年春晚,由宇树H1机器人参与表演的舞蹈节目《秧BOT》,将传统文化与现代科技完美融合,展现了我国人形机器人在全球的领先地位。如图所示:
(1)机器人用力将手绢扔出,说明力可以改变物体的 ;
(2)手绢离手后能继续向上运动,是由于手绢具有 。请写出一个日常生活中应用这一性质的事例 ;
(3)请在答题卡指定位置的图中画出手绢所受重力的示意图。
【答案】(1)运动状态
(2) 惯性 锤头紧固
(3)
【解析】(1)机器人用力将手绢扔出,手绢由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态。
(2)[1]手绢离手后能继续向上运动,是由于手绢具有惯性,物体保持原有运动状态的性质。
[2]日常生活中应用这一性质的事例:锤头紧固或拍打衣服上的灰尘,灰尘由于惯性脱离衣服等。
(3)重力的方向是竖直向下的,作用点在物体的重心。画手绢所受重力的示意图时,需从手绢的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并标注符号G即可。如图所示:
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7.3 牛顿第一定律 惯性
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 3
【知识梳理】 3
知识点1:探究运动和力的关系 3
知识点2:惯性 8
知识点3:惯性大小和质量的关系 11
【方法技巧】 12
方法技巧1 运动和力的关系判断“核心原则” 12
方法技巧2 牛顿第一定律应用“关键” 12
方法技巧3 惯性现象解释“四步规范法” 13
方法技巧4 惯性大小判断“唯一标准” 13
方法技巧5 惯性利用与防止的“区分思路” 13
【巩固训练】 13
【基础题】 13
【提升题】 14
【易混易错题】 16
【真题链接】 20
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
通过实验探究运动和力的关系,理解理想实验法的科学探究思路
科学探究:掌握实验推理的研究方法,提升分析实验现象、推导结论的能力
2
理解牛顿第一定律的内容和物理意义,明确力与运动的正确关系
物理观念:纠正“力是维持物体运动的原因”的错误认知,建立力是改变运动状态的原因的认知
3
理解惯性的定义,知道一切物体都具有惯性,明确惯性的影响因素
物理观念:建立惯性的基本概念,掌握惯性只与物体质量有关的核心特点
4
能结合生活实例解释惯性现象,区分惯性的利用与防止
科学应用:运用惯性知识解释生活中的常见现象,提升知识与实际场景的结合能力
5
能辨析牛顿第一定律与惯性的关系,知道牛顿第一定律也叫惯性定律
科学思维:理清概念间的关联与区别,形成系统的力学认知
重点:
1.运动和力的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因
2.牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态
3.惯性的定义:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质,一切物体都有惯性
4.惯性的影响因素:只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大
5.理想实验法:基于实验现象,通过科学推理得出理想情况下的结论
难点:
1.运动和力的关系探究实验:理解控制变量法(同一斜面、同一高度释放小车)和理想实验法(推想无摩擦时的运动状态)的应用
2.牛顿第一定律的理解:该定律是实验推理结论,无法用实验直接验证(不存在不受力的物体)
3.惯性现象的解释:掌握“确定研究对象→分析原来运动状态→分析受力后的状态变化→因惯性保持原来状态”的规范解释思路
4.惯性与力的辨析:惯性是物体的固有属性,不是力,不能说“受到惯性”“惯性力”
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:探究运动和力的关系
1.提出问题
受到推力时,箱子运动不受推力时,箱子静止
受到锤力时,钉子运动不受锤力时,钉子静止
受到踢力时,足球运动不受踢力时,足球静止
受到牵引力,火车运动不受牵引力,火车静止
亚里士多德:运动需要力来维持 牛顿:运动不需要力来维持
2.实验目的:运动的物体在不受力时将如何运动?
3.设计实验
如何让小车不受力
如何让小车开始的速度相同
F和G大小相等、方向相反,相互抵消(用理想实验法推理出摩擦阻力为0的情况)
让小车从斜面上同一高度滑下
4.实验过程及结论
实验步骤
(1)把小车放在斜面上,从静止开始释放,观察其在毛巾表面滑行的距离;
(2)把小车放在斜面上同一位置(控制小车在水平面上的初速度相同),从静止开始释放,观察其在棉布和木板表面滑行的距离;
(3)分析比较小车在不同表面滑行的距离,得出结论。
实验现象
实验结论
在速度相同时,摩擦力越小,小车前进得越远 (速度减小得越慢)
实验推理
运动的物体,不受力时,将做匀速直线运动。
5.总结归纳
(1)由生活经验可知:;。
(2)一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持匀速直线运动状态或静止状态。
特别提醒 理解牛顿第一定律
①“一切物体”说明该规律适用于所有物体,具有普遍意义。
②“没有受到外力作用”是定律成立的条件,要注意没有外力的作用是指物体不受任何力,不是某个力。如马拉车,车前进;马不拉,车停下。有人认为“车停下是因为没有受到外力作用”,这是错误的。此时车只是不受马的拉力,但还受到地面对它的阻力,正是阻力使车停下来。
③“匀速直线运动状态”“静止状态”实质是物体保持原来的运动状态不变,即原来静止的物体继续静止,原来运动的物体保持原来的速度大小和方向不变做匀速直线运动。“或”字说明物体只能处于其中一种状态,究竟处于哪种状态,由原来的运动状态决定。另外,没有力的作用物体可以做“匀速直线运动”,这说明物体的运动不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因。
6.对力和运动的认识的历程
亚里士多德(古希腊思想家、哲学家)
如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用
伽利略(意大利物理学家)
物体的运动不需要力来维持,运动的物体会停下来,是因为它受到了摩擦阻力
牛顿(英国科学家)
一切物体在没有受到力的作用时, 总保持静止状态或匀速直线运动状态
【典例1】 “牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程。
① 如图是意大利物理学家伽利略提出的“斜面实验”,实验设想的步骤如下:
(1)两个对接的斜面A、B,小球由斜面A静止释放后,在斜面B上所达到的高度与原释放时的高度几乎相等。
(2)如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
(3)减小斜面B的倾角,小球若要到达原来的高度将通过更长的路程。
(4)若斜面B变成水平面,小球再也达不到原来的高度,物体将在水平面上永远运动下去。
请将上述步骤进行分类,属于可靠事实的是 ,属于理想化推论的是 (填序号)。伽利略通过此实验揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是 的原因。
② 笛卡尔在伽利略观点之上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“牛顿第一定律”,你认为笛卡尔的观点有什么不足?
【变式1】力学中有很多相似实验,器材:①表面平整的长木板(带斜面)、②刻度尺、③弹簧测力计、④小车、⑤木块、⑥毛巾、⑦棉布、⑧砝码。
(1)探究“阻力对物体运动的影响”,让小车从同一斜面相同高度静止滑下,水平面越光滑,小车运动距离越长,推理得出:运动的物体如果不受力将做 运动;
(2)在丙图基础上只需再选择序号⑤的器材,还可以探究小车动能和 的关系;
(3)为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材,下列事例用到此结论的是 (选填字母);
A.用力压橡皮,擦去写错的字 B.向自行车转轴处加润滑油
C.自行车刹车时用力捏闸 D.压路机的碾子质量很大
(4)如图丁将小车A上固定磁体,小车B上固定铁块,靠近一定距离后,固定A,释放B,上述操作 (选填“能”或“不能”)达到“探究物体间力的作用是否是相互的”的实验目的;
(5)如图戊,继续用小车做实验,绳子一端挂在车顶,一端拉小球,不计空气阻力,判断小球的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
【变式2】如图所示,在“探究运动与力的关系”的实验中,让小车从斜面同一高度由静止滑下,观察和比较小车在不同表面滑行的距离。
(1)实验时,将毛巾和棉布铺在 (选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上。
(2)本实验中,“小车在水平面上滑行的距离”反映的是 (填字母)。此处运用了 法。
A.小车在水平面上所受阻力的大小
B.阻力对小车运动的影响情况
(3)若实验时小车仅在木板表面上滑行时滑出了木板右端,则 (选填“需要”或“不需要”)重做本实验以获取可靠的证据。
(4)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,运动的小车将在水平面上 。这说明力是 (选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【变式3】在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察小车滑行的距离,如图所示。
(1)实验中让小车从斜面的同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 相等;
(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 来实现的;
(3)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”);
(4)进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将保持 状态;
(5)本实验中主要用到的科学研究方法有 (写一种即可)。
知识点2:惯性
1.惯性现象 直观感受 惯性小实验
(1)把笔帽竖立在桌边光滑的纸条上,迅速抽出纸条,笔帽会随纸条一起运动吗?
(2)把小球放在书本上,拉书本和小球一起运动,当书本突然停止运动时,小球会怎么样?
实验
实验现象
用尺子将下面的棋子打飞出去,上面的棋子仍然落在原处
扔出去的标枪离开手后仍然继续向前飞
现象解释
上面的棋子有保持原来静止状态不变的性质
扔出去的标枪有保持原来运动状态不变的性质
结论
原来静止的物体不受力时将保持静止状态
原来运动的物体不受力时将保持匀速直线运动状态
2.总结归纳
(1)惯性:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
(2)惯性是物体的固有属性:①运动、静止的物体都有惯性;②物体受力、不受力都有惯性;③一切物体在任何状态下都具有惯性;④物体有惯性,惯性是属性;大小看质量,不看动与静。
3.解释惯性现象
实验
实验现象
运动的小车遇到障碍物时上方的木块为什么向前倾倒
小车突然启动时木块为什么向后倾倒
现象解释
(1)木块处于运动状态;(2)小车突然停下时,木块下部随车一起停止运动;(3)上部由于惯性保持原来的运动状态;(4)向前倒。
(1)木块处于静止状态;(2)突然拉动小车时, 木块下部受到摩擦阻力随车一起运动;(3)上部由于惯性保持原来的静止状态;(4)向后倒
实验结论
(1)两个物体原来的运动状态是什么样;(2)其中一个物体的运动状态发生了什么样的改变;(3)另一个物体由于惯性保持原来的运动状态;(4)所以出现什么现象。
4.惯性在生活中的应用
(1)利用惯性工作
工人用铁锹将煤送到锅炉口,煤自动进入锅炉
斧头松了,将斧柄在树墩上撞击几下,斧头就套在斧柄上了
用拍子轻拍棉被,灰尘就掉落下来
农民用水瓢将水洒到禾苗前方,水继续向前运动
(2)防止惯性危害
安全气囊
靠枕
安全带
限速
特别提醒 理解惯性
(1)惯性的普遍性:一切物体都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论静止还是运动,都具有惯性。
(2)惯性与力的区别:一个物体具有惯性,但惯性不是力。
(3)注意区别惯性和惯性定律。惯性定律即牛顿第一定律,是一条物理规律,它成立的条件是“物体没有受到外力作用”;而惯性是物体的一种属性,没有条件限制,物体无论受力与否都有惯性。当然二者是有联系的,正是因为一切物体都有惯性,所以当物体没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【典例2】如图为2014年世界杯足球比赛中的一个场景。足球离开运动员的脚后会继续运动,这是因为足球具有 ;在球场上滚动的足球会停下来是因为足球受到 作用的缘故,这说明力可以改变物体的 。踢球时,运动员即便用的力大小和方向都相同,球的飞行线路、旋转情况也会不尽相同,这是由于力的作用效果还与力的 有关。
【变式1】如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
【变式2】如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”,下空同)停止运动,而 由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
【变式3】冬奥会中的冰壶竞技也是展现一个国家冰雪实力的项目。如图所示,冰壶离开运动员的手后能继续向前运动,原因是冰壶具有 ;该现象 (选填“能”或“不能”)证明力是维持物体运动状态的原因。
知识点3:惯性大小和质量的关系
实验操作
实验1:用力轻推悬挂的空桶,观察空桶被推高的高度
实验2: 在空桶中装入沙子,用相同的力再推桶,观察桶被推高的高度
实验现象
现象分析
空桶被推的高度较高,说明相同的力使空桶的运动状态改变较大
实验结论
质量越小,运动状态越容易改变
总结归纳:
(1)惯性大小反映物体运动状态改变的难易程度。
(2)惯性的大小与物体的质量有关,质量大惯性大。
特别提醒 惯性的大小
质量小的物体,运动状态容易改变,我们说它的惯性小。质量大的物体,运动状态难改变,我们说它的惯性大。
【典例4】运输液体货车的槽车,液体上有气泡,如图,当车向右开动时,气泡将向 运动;刹车时,气泡将向 运动,其原因是 具有惯性。
【变式1】下列关于惯性的说法正确的是( )
A.抛出去的篮球由于受到惯性的作用能在空中继续向前飞行
B.运动员起跑时用力蹬地,是为了增大惯性提高成绩
C.物体运动时具有惯性,静止时不具有惯性
D.汽车在转弯时减速,是为了防止惯性带来的危害
【变式2】惯性的大小与物体的运动状态、物体的形状、位置和受力情况都 。惯性的大小只与物体 的大小有关,质量大的物体惯性 ,它的运动状态越难 。
【方法技巧】
方法技巧1 运动和力的关系判断“核心原则”
力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因:
物体运动状态不变(静止、匀速直线运动):不受力或受平衡力;
物体运动状态改变(速度大小变、运动方向变):一定受到非平衡力的作用。
方法技巧2 牛顿第一定律应用“关键”
判断物体不受外力(或受平衡力)的运动状态,只需看物体原来的运动状态:
原来静止→保持静止;
原来运动→保持匀速直线运动(沿原来的运动方向,速度大小不变)。
方法技巧3 惯性现象解释“四步规范法”
定对象→析原态→说变态→讲惯性,严格按照步骤解释,逻辑清晰,避免表述错误。(所有惯性现象的解释,都可套用此方法,适用于中考答题规范)
方法技巧4 惯性大小判断“唯一标准”
只看质量,与其他因素无关:
质量大→惯性大→运动状态难改变;
质量小→惯性小→运动状态易改变。
例:大卡车比小汽车质量大,惯性大,因此大卡车刹车更难停下。
方法技巧5 惯性利用与防止的“区分思路”
利用惯性:现象的结果是有利的,是人们主动利用惯性达到目的;
防止惯性:现象的结果是有害的,是人们采取措施避免惯性带来的危害。
【巩固训练】
【基础题】
1.(25-26八年级上·福建泉州·月考)下列科学家中,最早通过实验提出了“运动物体如果不受其他力的作用,将会一直运动下去”的是( )
A.牛顿 B.爱因斯坦 C.亚里士多德 D.伽利略
2.(24-25七年级下·湖南衡阳·期末)正在水平路面上行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将( )
A.立即停下来 B.做加速运动 C.做匀速直线运动 D.改变运动方向
3.(24-25八年级下·广东河源·期末)运动员将足球踢到空中,球在空中运动的过程中,不计空气阻力,其受力的情况是( )
A.只受重力 B.只受踢力
C.受踢力和重力 D.不受力的作用
4.(25-26八年级下·全国·单元测试)著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体总保持 状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律又叫做 定律。
5.(24-25八年级下·山东日照·月考)当正在行驶的汽车遇到紧急情况突然刹车时,车厢里的乘客将会向车前进的方向倾倒,这是因为乘客具有 。
6.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)如图所示,汽车座椅上的头枕和安全带是为了保证驾驶员的安全,头枕是为了减小汽车在 (选填“紧急刹车”“追尾前车”或“被后车追尾”)时对驾驶员造成伤害。
【提升题】
7.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.神舟飞船搭载的物体进入太空后没有惯性
C.歼击机在空战时丢掉副油箱是为了减小惯性
D.抛出去的篮球受到惯性的作用还会在空中运动一段时间
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如下图所示,某同学正在跳远,在此瞬间,下列说法正确的是( )
A.该同学由于惯性继续向前运动 B.该同学由于受到惯性力继续向前运动
C.该同学由于受到重力会竖直下落 D.该同学受到重力和升力作用
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)航天器在太空轨道上绕地球运行时,内部物体处于微重力状态,可观察到很多奇妙的现象。如图所示是航天员在中国空间站做“太空抛物实验”的场景,空间站内的空气阻力忽略不计。
(1)航天员脱手后冰墩墩能继续运动是因为它具有 ,它近似做 运动。该实验说明了“物体的运动 (选填‘需要’或‘不需要’)力来维持’”的结论,也直接验证了 定律。
(2)若在地球上进行这一实验,物体由于受到 作用,将会沿抛物线落向地面。
10.(25-26八年级上·重庆渝北·期末)放学后,同学们在球场上踢足球,小王同学用力把球踢了出去,同时感到脚上有点疼,这是因为力的作用是 ;球在空中所受的重力的施力物体是 ;足球可以在草地上继续滚动一段距离,这是因为足球具有 ;足球在草地上最终会停下来,是由于受到 的作用。
11.(25-26八年级下·全国·单元测试)如下列图片所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中改变小车所受阻力大小是通过改变水平面的 来实现的。
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。这说明小车受到的阻力越小,小车运动得越 (选填“远”或“近”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 。
(5)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果后概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是是通过符合逻辑的 得出的正确结论。
(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
12.(24-25八年级下·山东青岛·期中)如图,将木块从斜面顶端由静止释放,木块滑动到水平面上后,又滑行了一段距离后停下。
(1)画出木块在水平面上滑行时的受力示意图;
(2)木块滑行到水平面上后,由于具有 ,会继续向前滑行一段距离,在滑行过程中,木块所受到的摩擦力 (选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐变小”)。
【易混易错题】
13.(24-25八年级下·广东揭阳·月考)如图,列车正在向左行驶,桌上放一个装满水的瓶子,中间有一个气泡,若气泡突然向左移动,由此可知列车在突然 (选填“加速”或“减速”),这个现象说明 有惯性。
14.(24-25八年级下·广东揭阳·月考)小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
A.如图甲所示,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
(1)以上操作中错误的操作是 (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)实验中每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是 。
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”、“b”或“c”)。
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(5)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是 。
15.(24-25八年级下·山东济南·月考)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,小明进行了如图甲所示的实验操作:
第一步:在水平面上铺上阻力较大的毛巾;
第二步:将小车放在水平面的初始位置(如图甲所示),用手轻轻向右推动一下小车;
第三步:待小车静止后,记录小车的初始位置与末位置之间的距离为s1;
第四步:为了减小阻力,依次在水平面上更换棉布和塑料板,重复上述步骤,记录测量距离为s2、s3;
第五步:比较s1、s2、s3,得出结论。
(1)分析小明的实验步骤,你觉得小明的实验操作是否科学,其原因是 。
(2)小刚则选用了如图乙所示的装置进行实验。为了确保实验的科学性,小刚决定在水平面上依次铺上毛巾、棉布、塑料板,再使用数据采集器,采集小车在3次实验中,从斜面同一高度由静止下滑至斜面底端,其速度大小的变化如乙所示。
(3)小刚继续采集小车从斜面底部滑行至静止,其速度随时间的变化的图像(如图丙)。分析该图象:
①小车在三种不同的接触面上从运动到静止,速度的减小量 (选填“相同”或“不相同”),在塑料板上运动所需的时间 (选填“长”或“短”);
②由此可得,小车所受的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
③小刚进一步思考:倘若小车所受的阻力继续减小,小车速度减小到0所需的时间就越 (选填“长”或“短”)。
④进一步推理:若小车所受阻力减小为0时,请在图丁中作出小车从斜面底部开始运动,其速度v随时间t的变化图象 。
16.(24-25八年级下·福建福州·月考)小宝同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上,用同样大小的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转,然后用手按住熟鸡蛋立即释放,发现熟鸡蛋静止了;用手按住生鸡蛋立即释放,发现生鸡蛋沿原来方向继续转了几圈,如图所示。请用物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈?
17.(25-26八年级上·上海·期末)机械运动是基本的运动形式。
(1)我国航天员从距地面350km的天宫空间站看地球,不仅能欣赏到它的美丽,还能观察到平时在地面上不易察觉的地球自转现象,以下表述正确的是( )
A.空间站相对于地球是静止的 B.航天员相对于地球是静止的
C.空间站和航天员相对于地球都是静止的 D.空间站和航天员相对于地球都是运动的
(2)P、Q是同一直线上相距10m的两点,甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示,甲比乙早3s通过Q点,则甲比乙 经过P点(选择“早”或“晚”)。两车分别经过P点时的时间间隔为 s
(3)如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,某时刻观察到如图(b)所示的现象,由此可判断小车运动状态变化的情况是( )
A.一定突然向左加速 B.可能突然向左减速
C.一定突然向右加速 D.可能突然向右减速
(4)当卡车运输如图(c)所示的圆筒状重物时,为防止滚动引发的安全隐患,应采取哪些安全措施,请从两个不同角度列举: 。
18.(24-25八年级下·内蒙古鄂尔多斯·月考)阅读材料,回答问题
汽车安全带
汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,以便发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害。在高档轿车上,除了前后排座位都有安全带外,还安装着安全气囊系统,一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。
(1)关于惯性,下列说法正确的是 ;
A.速度越大,惯性越大 B.速度越小,惯性越小
C.质量越大,惯性越大 D.质量越小,惯性越大
(2)如图甲所示,紧急刹车时,人会向 倾倒,是由于人要保持原来的 不变的原因。这过程中安全带被拉长,安全带受到的拉力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型受到力的作用,同时 也受到作用力,理是 ;
(4)在汽车追尾事故中,安全带是对前车驾驶员发挥作用,还是对后车驾驶员发挥作用?请阐述由: 。
【真题链接】
19.(2025·江苏南京·中考真题)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( )
A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的
C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
20.(2025·四川巴中·中考真题)在进行排球训练时,将排球竖直向上抛,每隔0.1s的位置如下图所示;假设排球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测排球从甲处开始的运动情况及每隔0.1s的位置正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
21.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,某同学正在跳远,在此瞬间,下列说法中正确的是( )
A.该同学由于惯性继续向前运动 B.该同学由于受到惯性力继续向前运动
C.该同学由于受到重力会竖直下落 D.该同学受到重力和弹力作用
22.(2025·江苏盐城·中考真题)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止站在平滑地面上。小华用力推小明,小明向前运动,小华向 运动。小明由静止开始运动是因为受到 对他的作用力。分离后两人能继续滑行是由于他们具有 。
23.(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是 (选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在 (选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
24.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的 相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越 。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做 运动。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与 有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计 (选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为 N。
25.(2025·山东滨州·中考真题)2025年春晚,由宇树H1机器人参与表演的舞蹈节目《秧BOT》,将传统文化与现代科技完美融合,展现了我国人形机器人在全球的领先地位。如图所示:
(1)机器人用力将手绢扔出,说明力可以改变物体的 ;
(2)手绢离手后能继续向上运动,是由于手绢具有 。请写出一个日常生活中应用这一性质的事例 ;
(3)请在答题卡指定位置的图中画出手绢所受重力的示意图。
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